CN102532658B

CN102532658B - 适用多雨水地区的沥青改性剂及其制备方法和应用工艺

Info

Publication number: CN102532658B
Application number: CN201110422869.1A
Authority: CN
Inventors: 陈达溪; 郑翔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102532658A

Abstract

本发明提供适用多雨水地区的沥青改性剂，由下述重量份数的原料制备而成：聚丙烯15～25份，硅胶18～24份，DOP二辛酯0.2～0.8份，分散剂0.3～0.4份，触变剂0.35～0.45份，1500目重质碳酸钙粉12～13.5份，聚乙烯添加量使得各原料重量份数之和为100份，掺配该沥青改性剂的沥青路面在雨水浸泡时不容易出现开裂，变形等损害现象，且该沥青改性剂成本低，环保无污染，性能优越；该沥青改性剂的制备方法是将所述各种原料依次加入搅拌釜中在温度为160～165°条件下维持搅拌，其操作简单方便；该沥青改性剂的应用工艺是直接将沥青改性剂加入混合料拌和，施工简单。

Description

适用多雨水地区的沥青改性剂及其制备方法和应用工艺

技术领域

本发明涉及沥青改性剂，具体地说涉及适用多雨水地区的沥青改性剂。本发明还涉及该沥青改性剂的制备方法和应用工艺。

背景技术

近来年来，高速公路发展中存在的较为严重的问题，不少高速公路沥青路面在通车短短几年，有的甚至在半年内便出现了严重的早期破坏，如松散成坑槽、掉粒等现象。

尤其是我国南方地区，夏季天气炎热，雨季持续时间长，降雨量大，交通量也比较大，所以沥青路面的水损害现象更为突出。主要原因有三个：其一、沥青路面部分的沥青混合料密集程度不够严密，导致雨水容易侵入沥青路面内部。其二、在雨水侵入沥青路面内部后，降低了沥青混合料中沥青和集料之间的粘附力，造成混合料的强度，刚度，劲度降低，导致沥青混合料的抗压能力不足，在高荷载反复作用下，沥青路面出现开裂，变形等损害。其二、在雨水侵入沥青路面后，一方面阻碍了沥青混合料中沥青和集料相互粘结，而集料表面对水比对沥青有较强的吸附力，从而使沥青和集料的接触面积变小，容易使造成沥青膜从集料表面脱落；另一方面水分在温度和路面车辆荷载的反复作用下容易产生流动，此时沥青在水分的反复吸压和冲刷下，加速沥青膜从集料表面的脱落速度。沥青膜从集料表面脱落后造成沥青混合料松散，掉落，造成里面的坑槽现象，在车辆荷载反复作用下造成沥青路面出现泛浆，网裂等损害。

随着科技不断的发展，沥青道路性能也得到一定的改善，其中出现了一些有优秀的产品如SBS添加剂以及其他沥青添加剂，但从目前道路建设情况来看，道路重修次数还是很多，使用寿命短等问题还是比较严重。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中存在的不足，提供适用多雨水地区的沥青改性剂，掺配该沥青改性剂的沥青路面在雨水浸泡时不容易出现开裂，变形等损害现象，且制备该沥青改性剂的原料来源方便，成本低，环保无污染，性能优越。

本发明提供了适用多雨水地区的沥青改性剂，它由下述重量份数的原料混合制成：聚丙烯：15～25份，硅胶：18～24份，DOP二辛酯：0.2～0.8份，分散剂：0.3～0.4份，触变剂：0.35～0.45份，1500目重质碳酸钙粉：12～13.5份，聚乙烯:添加量使得各原料重量份数之和为100份。

本发明是针对多雨水地区的沥青改性剂的配方中各原料的性能：

由于沥青本身性能限制，在多雨水地区，雨水容易侵入沥青路面内部，造成沥青路面开裂，变形，坑槽，泛浆，网裂等病害，其主要原因是沥青路面的沥青混合料密集程度不足，容易造成雨水侵入，雨水侵入后造成沥青和集料之间的粘附力降低，降低了沥青混合料的强度，刚度，韧度，在高荷载作用下，容易发生开裂，变形等病害，同时集料对雨水的吸附能力比沥青强，而且在车辆荷载作用下沥青路面内部的雨水容易产生流动，造成沥青膜从集料上脱落，造成沥青路面出现坑槽，泛浆，网裂等病害，所以本发明针对沥青粘附力和沥青混合料密集程度进行性能上的提高。

配方中含有的硅胶具有高活性吸附性，能够增加沥青和集料之间的粘附能力，增强沥青混合料的强度，提高沥青路面的水稳定性，同时容易成膜，控制集料的吸油量，保证集料一直对沥青的吸引力，即使在雨水侵入后沥青和集料之间还能保持很强的吸附能力。

配方中DOP二辛酯、触变剂、分散剂、1500目重质碳酸钙：

(1)DOP二辛酯、触变剂、分散剂能够提高沥青混合料的相容性、分散性和均匀性，保证沥青和集料之间的均匀分布以及充分接触，提高沥青混合料的整体强度。

(2)1500目重质碳酸钙化学性能稳定作为良好的填料，能够很好的填充骨料之间的细缝提高沥青混合料的密集程度，增强了沥青混合料的密度和强度。

(3)耐水性：减少雨水对沥青路面的侵蚀，有效提高沥青路面的水稳定性。

在参配到沥青混合料中，水稳定性能达到国家规范浸水马歇尔残留稳定度不小于85%，性能提高22%以上，冻融劈裂残留强度比不小于80%要求，性能提高16%以上，各种提升数据见表一中产品的技术性能指标比较的第三项和第四项。

本发明配方不仅具有水稳定性能，同时还具有以下性能：

1、抗车辙性能

配方中聚乙烯、聚丙烯、硅胶能够：

(1)有效提高沥青的软化点和玻璃化温度；

(2)有效提高沥青混合料的强度、刚度、硬度。

本发明参配到沥青混合料中，沥青混合料的抗车辙性能达到国家规范动稳定度≥2800要求。

2、低温抗裂性能

配方中聚乙烯能够：

(1)具有很好的耐低温性能，提升沥青路面的耐低温性；

(2)有效提高沥青混合料韧度。

配方中的聚丙烯能够有效提高沥青混合料的韧度。

本发明参配到沥青混合料中，沥青混合料的低温抗裂性能达到国家规范动低温抗裂性能指标。

3、抗疲劳性能

配方中1500目重质碳酸钙粉：

（1）1500目重质碳酸钙粉化学性能稳定，参配到沥青中能够减缓沥青路面暴露在外界环境下，因空气，雨水发生化学变化，从而降低沥青混路面的整体性能。

（2）1500目重质碳酸钙粉具有很好的耐磨性，参配到沥青中，能有提高沥青路面的耐磨性，降低高负载地段车辆对沥青路面的影响。

本发明参配到沥青混合料中，有效提高沥青混合料的抗疲劳性能，延长沥青使用寿命。

本发明的另一目的还提供了适用多雨水地区的沥青改性剂的制备方法，制备过程简单，操作方便。其制备过程为：首先，将硅胶、聚乙烯、聚丙烯同时下料入搅拌釜中，维持搅拌十分钟；再依次加入DOP二辛酯、分散剂，维持搅拌五分钟；最后添加触变剂、1500目重质碳酸钙粉搅拌均匀，即制成适用多雨水地区的沥青改性剂。

进一步地，维持搅拌的速度为自转75±5转/分钟，公转45±5转/分钟；在维持搅拌的整个过程中温度为160～165°。

本发明的目的在于还提供了适用多雨水地区的沥青改性剂的应用工艺，施工简单方便，可直接将沥青改性剂加入混合料拌和，有效缩短了工期。该应用工艺，首先将所述沥青改性剂与在温度为165℃～175℃°条件下搅拌烘干并进行二次筛分后的集料置入搅拌釜中干拌90s，拌合温度为165℃～175℃°，然后添加矿粉，最后喷入温度为150～170℃的基质沥青湿拌90s，即得沥青混合料。

进一步地，所述的基质沥青为道路石油沥青。所述的适用多雨水地区的沥青改性剂的掺加量占沥青混合料重量百分比为：在沥青混合料面层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3%～0.35%；在沥青混合料中层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.25%～0.3%；在沥青混合料底层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.2%～0.25%。所述的适用多雨水地区的沥青改性剂在旧沥青路面改造的沥青混合料中的掺配比为：若原沥青路面工程属改性沥青工艺建设成的路面大中修，则沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3%～0.35%；若原沥青路面工程属普通沥青工艺建设成的路面大中修，则沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.35%～0.4%。

为了更清楚本发明所带来的有益效果，下表是掺配了本发明沥青改性剂的混合料性能指标与国家《规范》的混合料性能指标相比较，以充分说明本发明沥青改性剂的各种优越性能。

产品的技术性能指标比较

<<JTG F-40-2004>><<JTG052-2000>>规范技术指标比较

表一

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。

实施例1

1、沥青改性剂的制备（以制备一吨的沥青改性剂为标准例）

首先，将硅胶210Kg、聚乙烯450Kg、聚丙烯200Kg同时下料入搅拌釜中，维持搅拌十分钟；

其次，在维持搅拌十分钟时，依次均匀加入DOP二辛酯5Kg、分散剂3.5Kg，再维持搅拌五分钟；

最后，在维持搅拌五分钟时，添加触变剂4Kg、1500目重质碳酸钙粉127.5Kg搅拌均匀，用以支撑沥青改性添加剂；

上述维持搅拌的速度为：自传75±5转/分钟，公转45±5转/分钟；搅拌温度：材料搅拌时温度维持在160℃～165℃。

2、沥青改性剂的应用工艺（以制备一吨沥青混合料为例）

首先根据下表石料级配，油石比选取材料(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)

a、将选取的集料按沥青混合料的生产要求正常烘干，烘干的集料温度不低于165℃～175℃；

b、烘干后的集料进行二次筛分后得到910Kg与相应计量的沥青改性添加剂3.5Kg置入搅拌釜进行干拌，干拌时间90s，拌和温度165℃～175℃，然后添加矿粉37.9Kg；

c、干拌后喷入基质沥青52.1Kg，沥青的温度150℃～170℃，湿拌90s，搅拌温度控制165℃～175℃；

d、沥青混合料的出料温度＞165℃。

所述基质沥青为道路石油沥青；

集料选择原则：在有条件的地域选择憎水性好的材料使用，以确保沥青路面的质量；在条件受限制的地域，当地没有憎水性好的材料，也可选择用亲水性集料，通过沥青改性添加来改善沥青混合料的性能。

3、施工

a、运输：将上述拌和好的沥青混合料用自卸车，运输到摊铺现场。所述自卸车最好不小于20T,能保存温度为不低于155℃，以防止沥青混合料温度在压实前过度降低。

b、摊铺：摊铺温度为145℃以上，摊铺系数一般为1.15，摊铺速度一般为2-3m/min。

c、碾压：摊铺后紧跟摊铺机碾压，确保在不低于135℃情况下完成初压，不低于120℃条件下完成复压，在不低于105℃条件下完成终压。

d、压实：压路机紧跟摊铺机，采用“紧跟、慢压、高姘、低幅”。

e、压实后冷却到75℃以下才能开放交通。

实施例2

1、沥青改性剂的制备（以制备一吨的沥青改性剂为标准例）

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：硅胶220Kg、聚乙烯433Kg、聚丙烯198Kg、DOP二辛酯6Kg、分散剂4Kg、触变剂4Kg、1500目重质碳酸钙粉135Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺（以制备一吨沥青混合料为例）

石料级配，油石比选取以下配比(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)：

重复实施例1中沥青改性剂的应用工艺，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与2.5Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

实施例3

1、沥青改性剂的制备（以制备一吨的沥青改性剂为标准例）

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：硅胶240Kg、聚乙烯409Kg、聚丙烯210Kg、DOP(二辛酯)3.5Kg、分散剂3.5Kg、触变剂4Kg、1500目重质碳酸钙粉130Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺（以制备一吨沥青混合料为例）

重复实施例1中沥青改性剂的应用工艺，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与2Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

实施例4

1、沥青改性剂的制备（以制备一吨的沥青改性剂为标准例）

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：硅胶230Kg、聚乙烯400Kg、聚丙烯222Kg、DOP二辛酯5Kg、分散剂3.5Kg、触变剂4.5Kg、1500目重质碳酸钙粉135Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺（以制备一吨沥青混合料为例）

重复实施例1中沥青改性剂的应用工艺，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与3Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

实施例5

1、沥青改性剂的制备（以制备一吨的沥青改性剂为标准例）

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：硅胶220Kg、聚乙烯430Kg、聚丙烯203Kg、DOP二辛酯4.5Kg、分散剂3.5Kg、触变剂4Kg、1500目重质碳酸钙粉135Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺（以制备一吨沥青混合料为例）

重复实施例1中沥青改性剂的应用工艺，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与4Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

Claims

1.适用多雨水地区的沥青改性剂，其特征在于：所述沥青改性剂是由下述重量份数的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的适用多雨水地区的沥青改性剂的制备方法，其制备过程为：首先将硅胶、聚丙烯、聚乙烯同时下料入搅拌釜中，维持搅拌十分钟；再依次均匀加入DOP二辛酯、分散剂，维持搅拌五分钟；最后添加触变剂和1500目重质碳酸钙粉搅拌均匀，即制成适用多雨水地区的沥青改性剂。

3.根据权利要求2所述的适用多雨水地区的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：维持搅拌的速度为自转75±5转/分钟，公转45±5转/分钟；在维持搅拌的整个过程中温度为160～165°。

4.根据权利要求1所述的适用多雨水地区的沥青改性剂在沥青混合料中的应用工艺：首先将所述沥青改性剂与温度为165℃～175℃°条件下搅拌烘干并进行二次筛分后的集料置入搅拌釜中干拌90s，拌合温度为165℃～175℃°，然后添加矿粉，最后喷入温度为150～170℃的基质沥青湿拌90s，即得沥青混合料。

5.根据权利要求4所述的应用工艺，其特征在于：所述的基质沥青为道路石油沥青。

6.根据权利要求4所述的应用工艺，其中沥青改性剂的掺加量占沥青混合料重量百分比为：

a、在沥青混合料面层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3%～0.35%；

b、在沥青混合料中层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.25%～0.3%；

c、在沥青混合料底层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.2%～0.25%。

7.根据权利要求4所述的应用工艺，其中沥青改性剂在旧沥青路面改造的沥青混合料中的掺配比为：

a、若原沥青路面工程属改性沥青工艺建设成的路面大中修，则沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3%～0.35%；

b、若原沥青路面工程属普通沥青工艺建设成的路面大中修，则沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.35%～0.4%。